En esta competición, la URSS y Rusia tienen una clara desventaja frente a los Estados Unidos. Mientras que el Centro Espacial Kennedy está situado a 28º de latitud, Baikonur se encuentra a 45º. Puesto que no se puede lanzar un satélite en una órbita con una inclinación menor que la latitud del cosmódromo (sin costosas maniobras de cambio de plano orbital), la URSS se vio obligada a diseñar cohetes más potentes que sus homólogos norteamericanos para lanzar la misma carga útil. Por ejemplo, el Soyuz-2.1b es capaz de lanzar 2,4 toneladas en una órbita de transferencia geoestacionaria (GTO) de 51º, pero esa capacidad subirá hasta las 3 toneladas cuando sea lanzado desde Kourou, Guayana Francesa (situado a una latitud de 5º).
Por si esto fuera poco, las especificaciones de carga son enormemente sensibles a la altura de la órbita. Por ejemplo, el Saturno V podía poner un máximo de 118 toneladas en una órbita de 185 km de altura y 28º de inclinación, demasiado baja para cualquier aplicación práctica que no fuese una misión lunar. Si medimos la capacidad del Saturno V para situar carga útil a 300-400 km de altura, la altura típica de la ISS, su capacidad se reduce a unas 110 toneladas, lo que lo acerca mucho a las prestaciones del Energía soviético. También es cierto que la masa en órbita de la tercera etapa del Saturno V (S-IVB) más la carga útil del Apolo (CSM y LM) antes de la inyección translunar (TLI) era de 130-140 toneladas, pero el Apolo sólo permanecía una órbita y media en la órbita de aparcamiento. La altura de esta órbita era muy baja (150-190 km), es decir, no se puede tener en cuenta esta cifra como medida real de la capacidad del Saturno V porque no estamos ante una órbita estable (el vehículo reentraría a las pocas horas o días por el rozamiento atmosférico).
Especificaciones de la carga útil en LEO de un Protón-M/Briz-M en función de la altura y la inclinación de la órbita (ILS).
La capacidad del transbordador espacial (shuttle) merece un capítulo aparte. El sistema STS (Space Transportation System) está diseñado para transportar la carga útil en la bodega del orbitador (el "avión espacial"). En principio fue construido para poner hasta 30 toneladas en órbita baja, de acuerdo con los requerimientos del Pentágono, pero después del accidente del Challenger se limitó esta cantidad a 24,4 toneladas por motivos de seguridad (con una carga mayor, el shuttle sería incapaz de aterrizar en caso de emergencia durante el lanzamiento). No obstante, el límite operativo para misiones a la ISS (órbita de 51º) está más bien cerca de las 20 toneladas. La misión que tiene el récord de carga útil hasta el momento es la STS-93 Columbia, con 19736 kg.
El problema es que, con el fin de ser justos, deberíamos medir la capacidad del sistema para poner en órbita cualquier carga útil. Al fin y al cabo, el orbitador se pone en órbita a sí mismo. Si tenemos esto en cuenta, la capacidad del sistema STS es superior a la del Saturno V. La masa de un orbitador varía entre 85 y 114 toneladas (depende de la cantidad de combustible para los sistemas OMS y el RCS, equipos internos, víveres, etc.), a lo que debemos añadir la carga de la bodega (la masa inerte de un orbitador, sin combustibles ni víveres, es de unas 78 toneladas). Eso sí, no es posible realizar una suma directa, ya que un orbitador con 114 toneladas no puede transportar el máximo de carga en la bodega. En todo caso, la masa total puesta en órbita en una misión del transbordador, formada por el orbitador más la carga útil, es de unas 120 toneladas. Por supuesto, esto no significa que una versión de carga basada en la lanzadera (SD-HLV, Direct, Shuttle-C, etc.) pudiese superar al Saturno V sin importantes ajustes, ya que habría que tener en cuenta la masa del contenedor y demás estructuras. No obstante, se podrían alcanzar cargas de 71-90 toneladas en órbita baja con relativa sencillez.
El sistema STS es el más potente en la actualidad, aunque se retira el año que viene (NASA).
Algo parecido ocurría con el sistema Energía-Burán. La masa máxima del orbitador era de 105 toneladas (el Burán era unas 13 toneladas más ligero que el shuttle al no llevar los motores SSME), pero podía transportar hasta 30 toneladas en la bodega de carga dependiendo de la órbita y la configuración. Por otro lado, y a diferencia del transbordador, el Energía podía despegar independientemente del orbitador como un cohete más. Es por esto que se estima la capacidad máxima del cohete Energía en unas 110 toneladas, aunque los ingenieros soviéticos estaban seguros de poder alcanzar las 140 toneladas con ligeras modificaciones en el diseño.
El Energía-Burán podía poner conjuntamente más de 110 toneladas en LEO (ww.buran.ru).
Después de tener todo esto en cuenta, el ganador de esta categoría es el Saturno V, capaz de poner 118 toneladas en órbita baja. De hecho, el límite teórico de este lanzador se situaba en unas 130 toneladas, siempre y cuando se llevasen a cabo algunos cambios en el diseño. Pero, si queremos hacer honor a la verdad, el mítico lanzador de las Apolo debería compartir el premio con el Energía. Al fin y al cabo, la joya de la corona del programa espacial soviético hubiese sido capaz de aventajar fácilmente al Saturno V en capacidad de carga de haber podido despegar desde Cabo Cañaveral.
El Saturno V era el cohete con mayor capacidad de carga en órbita baja (NASA).
De haber podido despegar desde Cabo Cañaveral, el Energía hubiese superado al Saturno V en capacidad de carga (www.buran.ru).
El cohete más pesado
Bueno, podríamos pensar, este parámetro sí que es objetivo. No depende del diseño de las etapas ni de otras variables, así que debe ser la característica ideal para juzgar a los grandes cohetes. Lo malo es que el "cohete más pesado" no es un título del que uno tenga que estar necesariamente orgulloso. Me explico: el Energía pesaba al lanzamiento casi 500 toneladas menos que el N1, pero curiosamente podía poner 10-15 toneladas más de carga útil en la misma órbita. Y eso que ambos cohetes despegaban desde el mismo lugar, Baikonur. El Energía empleaba combustibles criogénicos en su etapa central, mientras que el N1 era un cohete íntegramente de kerolox (menor Isp), por lo que su carga útil era menor. El N1 fue construido además con la tecnología de los años 60, por lo que su estructura era significativamente más pesada que la del Energía. Por último, recordemos que la masa al lanzamiento de cada vehículo es ligeramente distinta.
No obstante, procedamos a la entrega de premios en esta categoría: el vehículo espacial más pesado que ha despegado desde nuestro planeta es el Saturno V, con 3040 toneladas al lanzamiento. En las últimas misiones rebajó su masa por debajo de las 3000 toneladas, pero sigue ostentando el récord de cohete más gordo. El segundo premio es para el N1, con más de 2800 toneladas.
El Saturno V era una mole de 3000 toneladas (NASA).
El N1: situar en posición vertical un cohete tan pesado (sin combustible, eso sí) tenía su mérito.
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